CN112197706B - 一种铝熔体体积的测算方法和结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝生产技术领域，公开了一种铝熔体体积的测算方法，包括以下步骤，S1，确定检测点，并使得检测点正对于熔炼炉的投料口；S2，计算检测点所在高度与熔炼炉底部之间的高度差h；S3，取熔炼炉远离投料口一侧的测量点一，其中测量点一与检测点等高；S4，计算检测点与测量点一之间的距离a；S5，测量点一正下方铝液的顶部为测量点二，计算测量点与测量点二之间的距离b；S6，熔炼炉的内腔横截面积为S，铝熔体的体积V的计算方法为：

本发明能够降低检测的成本。

Description

一种铝熔体体积的测算方法和结构

技术领域

本发明涉及铝生产技术领域，特别涉及一种铝熔体体积的测算方法和结构。

背景技术

铝是一种金属元素，元素符号为Al，是一种银白色轻金属，有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉在空气中加热能猛烈燃烧，并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液，难溶于水。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。在诸多领域，比如航空、建筑、汽车三大重要工业的发展中都具有重要的地位。

其中废铝的回收是铝制品的重要来源之一，其主要是通过将铝或铝合金进行一定的处理后，使得其成为符合一定要求的材料或产品；在诸多处理步骤中，即包括将铝或铝合金通过熔炼炉进行熔炼；其中在熔炼过程中需要对熔炼炉中的铝熔体的体积进行计算，从而得出需要投加或补加元素的量。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝熔体体积的测算方法和结构，旨在达到检测成本低的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种铝熔体体积的测算方法，包括以下步骤，

S1，确定检测点，并使得检测点正对于熔炼炉的投料口；

S2，计算检测点所在高度与熔炼炉底部之间的高度差h；

S3，取熔炼炉远离投料口一侧的测量点一，其中测量点一与检测点等高；

S4，计算检测点与测量点一之间的距离a；

S5，测量点一正下方铝液的顶部为测量点二，计算测量点与测量点二之间的距离b；

S6，熔炼炉的内腔横截面积为S，铝熔体的体积V的计算方法为：

本发明的进一步设置为：所述测量点一取两个，两个所述测量点一位于所述熔炼炉的两侧，所述检测点正对于所述投料口的中部，所述S6中的

为两个所述测量点一和所述测量点二计算后的平均值。

本发明的进一步设置为：测量所述a以及所述b的方法均为红外线测距。

本发明还提供了一种用于实现如上任一项所述的一种铝熔体体积的测算方法的结构，包括，

壳体，所述壳体呈开口向下的罩状，且所述壳体的侧壁上开设有检测口，所述壳体的内壁上活动设置有与所述检测口相配合的挡灰板，所述壳体内设置有用于驱动所述挡灰板活动的驱动结构；

红外测距仪，所述红外测距仪位于所述壳体中，且正对于所述检测口；

支架，所述支架在所述壳体的底部周缘均匀设置有三根，三根所述支架均铰接于所述壳体的底部。

本发明的进一步设置为：还包括有，

连接环，所述连接环与所述壳体的底部内壁之间设置有若干个连接体，所述连接环上铰接设置有驱动齿，所述驱动齿与所述支架固定连接；

升降棱，所述升降棱的横截面为等边三角形，所述升降棱的三边均设置有升降齿，所述升降齿与所述驱动齿相啮合，当所述支架抵触于所述壳体的底部时，所述驱动齿连接于所述升降棱的中部。

本发明的进一步设置为：所述升降棱的底部转动设置有驱动柄，所述驱动柄的顶部均匀设置有三个J字形的定位钩，转动所述驱动柄可使所述支架贴合于所述定位钩的内壁。

本发明的进一步设置为：所述驱动柄的顶部和底部均设置有直径大于所述驱动柄的阻挡部，位于所述驱动柄与所述升降棱之间的所述阻挡部与所述定位钩连接。

本发明的进一步设置为：所述驱动结构包括设置于所述升降棱顶部的驱动杆以及配合活动套接于所述驱动杆外壁上的驱动套，所述驱动杆的外壁上开设有螺纹的驱动槽，所述驱动套与所述挡灰板之间设置有挡灰杆，所述壳体的内壁上设置有环形的第一限位环和第二限位环，所述挡灰板呈圆弧形，所述挡灰板的外壁活动贴合于所述壳体的内壁，两端分别活动贴合于所述第一限位环和所述第二限位环。

本发明的进一步设置为：所述驱动杆与所述壳体的顶部之间设置有储能弹性件，所述储能弹性件的两端分别与所述驱动杆和所述壳体连接。

本发明的进一步设置为：所述驱动杆靠近所述储能弹性件的端部设置有连接板，所述连接板的横截面积大于所述驱动杆的横截面积。

本发明的有益效果是：在测算铝液的时候，首先将测算的结构放置到熔炼炉的投料口的一侧，并且使得红外线检测仪正对于投料口；首先测算结构稳定放置到地面上的时候，红外测距仪与地面之间的高度差是固定的，即h是一个固定的值(三根支架都是张开到了最大程度，抵触到了壳体的底部周壁上)；然后测算与红外测距仪等高的测量点一与红外测距仪之间的距离a，向下测算测量点一正下方的铝液顶部的测量点二与红外测距仪之间的距离b，此时测量点一、测量点二以及红外测距仪(转动的，可以调节测算角度，其中水平方向时具有一个限位块，红外测距仪抵触到限位块上时表示红外测距仪是水平的，可以测量a，但是可以向下转动测试b)的连线构成了一个直角三角形，通过计算可知测量点一与测量点二之间的距离为

所以铝液的深度为

同时由于熔炼炉内腔的横截面S是可知的，所以铝液的体积V就能够直接的通过公式

计算出来，简单方便。

其中由于一个测算结构可以使用在多个熔炼炉上，所以使得测算的成本较低；同时常规的测算是在铝液中放入一个浮球，然后通过浮球的高度推算铝液的高度，该方法由于需要每个熔炼炉都要设置相应的测算结构，所以成本较高，而且由于有结构持续与铝液接触，容易损坏，且制造成本高，而通过红外测距仪能简单方便的进行测算，而且精度还具有充分的保证，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种铝熔体体积的测算结构工作时一实施例的结构示意图；

图2是本发明一种铝熔体体积的测算结构工作时一实施例的剖视图；

图3是本发明一种铝熔体体积的测算结构一实施例的内部结构示意图；

图4是图3中A部分的放大图；

图5是本发明一种铝熔体体积的测算结构一实施例的剖视图一；

图6是图5中B部分的放大图；

图7是本发明一种铝熔体体积的测算结构一实施例的剖视图二；

图8是图7中C部分的放大图。

图中，1、壳体；2、检测口；3、挡灰板；4、红外测距仪；5、支架；6、连接环；7、连接体；8、驱动齿；9、升降棱；10、升降齿；11、驱动柄；12、定位钩；13、阻挡部；14、驱动杆；15、驱动套；16、驱动槽；17、挡灰杆；18、第一限位环；19、第二限位环；20、储能弹性件；21、连接板。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种铝熔体体积的测算方法，包括以下步骤，

S1，确定检测点，并使得检测点正对于熔炼炉的投料口；

S2，计算检测点所在高度与熔炼炉底部之间的高度差h(首先检测点与地面之间的高度差是已知的，同样熔炼炉的底部与地面之间的高度差也是已知的，所以结合二者的数值和方位可以直接获得h的值)；

S3，取熔炼炉远离投料口一侧的测量点一，其中测量点一与检测点等高；

S4，计算检测点与测量点一之间的距离a；

S5，测量点一正下方铝液的顶部为测量点二，计算测量点与测量点二之间的距离b；

S6，熔炼炉的内腔横截面积为S，铝熔体的体积V的计算方法为：

所述测量点一取两个，两个所述测量点一位于所述熔炼炉的两侧，所述检测点正对于所述投料口的中部，所述S6中的

为两个所述测量点一和所述测量点二计算后的平均值。

测量所述a以及所述b的方法均为红外线测距。

本发明还提供了一种用于实现如上任一项所述的一种铝熔体体积的测算方法的结构，如图1至图8所示，包括，

壳体1，所述壳体1呈开口向下的罩状，且所述壳体1的侧壁上开设有检测口2，所述壳体1的内壁上活动设置有与所述检测口2相配合的挡灰板3，所述壳体1内设置有用于驱动所述挡灰板3活动的驱动结构；

红外测距仪4(优选为ZDS02，也可以根据实际情况选用其他能够对高温物体进行举例检测的测距仪，其中优选为小型的红外测距仪，搬动和使用更为便捷，而且其为现有技术，在此不做过多的赘述和限制)，所述红外测距仪4位于所述壳体1中，且正对于所述检测口2；

支架5，所述支架5在所述壳体1的底部周缘均匀设置有三根，三根所述支架5均铰接于所述壳体1的底部。

还包括有，

连接环6(并非完全的圆形，而是由三段圆弧形的部分和三段直线的部分间隔围合而成，驱动齿8转动连接在直线的部分上)，所述连接环6与所述壳体1的底部内壁之间设置有若干个连接体7，所述连接环6上铰接设置有驱动齿8，所述驱动齿8与所述支架5固定连接；

升降棱9，所述升降棱9的横截面为等边三角形，所述升降棱9的三边均设置有升降齿10，所述升降齿10与所述驱动齿8相啮合，当所述支架5抵触于所述壳体1的底部时，所述驱动齿8连接于所述升降棱9的中部。

所述升降棱9的底部转动设置有驱动柄11，所述驱动柄11的顶部均匀设置有三个J字形的定位钩12，转动所述驱动柄11可使所述支架5贴合于所述定位钩12的内壁。

所述驱动柄11的顶部和底部均设置有直径大于所述驱动柄11的阻挡部13，位于所述驱动柄11与所述升降棱9之间的所述阻挡部13与所述定位钩12连接。

所述驱动结构包括设置于所述升降棱9顶部的驱动杆14以及配合活动套接于所述驱动杆14外壁上的驱动套15，所述驱动杆14的外壁上开设有螺纹的驱动槽16，所述驱动套15与所述挡灰板3之间设置有挡灰杆17，所述壳体1的内壁上设置有环形的第一限位环18和第二限位环19，所述挡灰板3呈圆弧形，所述挡灰板3的外壁活动贴合于所述壳体1的内壁，两端分别活动贴合于所述第一限位环18和所述第二限位环19。

所述驱动杆14与所述壳体1的顶部之间设置有储能弹性件20，所述储能弹性件20的两端分别与所述驱动杆14和所述壳体1连接。所述驱动杆14靠近所述储能弹性件20的端部设置有连接板21，所述连接板21的横截面积大于所述驱动杆14的横截面积。

本发明提供的一种铝熔体体积的测算方法和结构，在测算铝液的时候，首先将测算的结构放置到熔炼炉的投料口的一侧，并且使得红外线检测仪正对于投料口；首先测算结构稳定放置到地面上的时候，红外测距仪4与地面之间的高度差是固定的，即h是一个固定的值(三根支架5都是张开到了最大程度，抵触到了壳体1的底部周壁上)；然后测算与红外测距仪4等高的测量点一与红外测距仪4之间的距离a，向下测算测量点一正下方的铝液顶部的测量点二与红外测距仪4之间的距离b，此时测量点一、测量点二以及红外测距仪4(转动的，可以调节测算角度，其中水平方向时具有一个限位块，红外测距仪4抵触到限位块上时表示红外测距仪4是水平的，可以测量a，但是可以向下转动测试b)的连线构成了一个直角三角形，通过计算可知测量点一与测量点二之间的距离为

所以铝液的深度为

同时由于熔炼炉内腔的横截面S是可知的，所以铝液的体积V就能够直接的通过公式

计算出来，简单方便。

其中由于一个测算结构可以使用在多个熔炼炉上，所以使得测算的成本较低；同时常规的测算是在铝液中放入一个浮球，然后通过浮球的高度推算铝液的高度，该方法由于需要每个熔炼炉都要设置相应的测算结构，所以成本较高，而且由于有结构持续与铝液接触，容易损坏，且制造成本高，而通过红外测距仪4能简单方便的进行测算，而且精度还具有充分的保证，实用性强。同时由于铝液在加工的时候其表面并非平静的液面，所以通过测算两个点后，取得该两点的平均铝液深度值，可以提高测算精度。

当在某一个熔炼炉测算完成后，工人手持驱动柄11向上进行驱动，驱动柄11带动了升降棱9升高，同时由于支架5的底部与地面之间分离，然后在杠杆原理的作用下，使得支架5朝向壳体1正下方进行转动，在该转动的过程中，驱动齿8相对于升降齿10向下活动，所以也同时带动了连接环6、连接体7以及壳体1向下活动，在壳体1活动的过程中，也带动了挡灰板3向下活动，挡灰板3向下活动的同时，通过挡灰杆17带动了驱动套15向下活动，但是由于驱动套15与驱动杆14之间是通过驱动槽16配合连接的，因此驱动套15在下降的同时，也发生了自身转动，在其转动的同时，也带动了挡灰板3进行转动，直到最后，支架5抵触到阻挡部13上，挡灰板3也完全将检测口2挡住了(挡灰板3的转动与红外测距仪4之间相互不影响)；最后转动驱动柄11，通过定位钩12将三根支架5锁紧，完成了整个检测结构的收拢；

由于铝制品加工的车间里通常具有较多的灰尘，比如废铝回收车间，此时通过挡灰板3能够将检测口2阻挡住，保证了检测结构的洁净性，同时也保证了红外测距仪4的洁净度，使得检测能够顺利且高质量的进行。

其中驱动套15与驱动杆14上的驱动槽16之间既可以是螺纹配合的，也可以是在驱动套15的内壁上具有滚珠，二者为滚珠丝杆结构，比如二者可构成内循环式滚珠丝杆副和外循环式滚珠丝杆副(常规结构，在此不做赘述)。同时还应当理解为，红外测距仪4为市场上常规的红外线测距的设备，在此不做过多的限定。

其中，储能弹性件20是持续处于压缩状态，并且支架5收拢的时候，其压缩程度进一步加大；优选的是，当支架5完全收拢时，储能弹性件20的弹性力产生的扭力与支架5的重力产生的扭力在一定程度上达到了平衡(相等)。将检测结构移动到下一个熔炼炉的位置之后，手提壳体1的顶部，转动驱动柄11，使得定位钩12将支架5放开；其中升降棱9的质量较大，而且此时的储能弹性件20也是处于较大的压缩状态，所以支架5能够受到较大的向下的作用力，在该作用力下支架5向外张开，直到张开到最大，即抵触到壳体1的底部上，完成了对支架5的张开，之后平放到地面上即可，简单方便。同样，当支架5在向外转动的时候，带动了整个壳体1相对于升降棱9向上运动(是相对运动，而非绝对运动)，所以在该过程中，挡灰板3也相对升降棱9升高，挡灰板3带动驱动套15，驱动套15相对驱动杆14升高，并发生了转动，从而带动了挡灰板3转动，并将检测口2开放，用于检测a和b的值。

壳体1在升降的时候，由于挡灰板3的上下两侧分别是活动贴合在第一限位环18和第二限位环19上的，所以挡灰板3也只能随着壳体1进行升降，但是其能够在水平方向进行转动，从而实现对检测口2的挡住和开放。储能弹性件20与驱动杆14之间具有横截面较大的连接板21，能够提高储能弹性件20与驱动杆14之间连接的稳定性。

本检测结构具有的好处有：能够自动控制挡灰板3将检测口2挡住，如此无论是在检测结构在存放或转移过程中，都可以对内部构造起到防护和保护作用；同时，对检测口2的阻挡和开放也只需要通过检测结构自身的结构和工人的常规操作即可实现，操作便捷性高；同样支架5的收拢与放出也只需要通过工人的常规操作和检测结构的自身结构即可实现，简单方便。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝熔体体积的测算方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1，确定检测点，并使得检测点正对于熔炼炉的投料口；

S2，计算检测点所在高度与熔炼炉底部之间的高度差h；

S3，取熔炼炉远离投料口一侧的测量点一，其中测量点一与检测点等高；

S4，计算检测点与测量点一之间的距离a；

S5，测量点一正下方铝液的顶部为测量点二，计算测量点与测量点二之间的距离b；

S6，熔炼炉的内腔横截面积为S，铝熔体的体积V的计算方法为：

。

2.根据权利要求1所述的一种铝熔体体积的测算方法，其特征在于：所述测量点一取两 个，两个所述测量点一位于所述熔炼炉的两侧，所述检测点正对于所述投料口的中部，所述 S6中的

为两个所述测量点一和所述测量点二计算后的平均值。

3.根据权利要求1所述的一种铝熔体体积的测算方法，其特征在于：测量所述a以及所述b的方法均为红外线测距。

4.一种用于实现如权利要求1至3任一项所述的铝熔体体积的测算方法的结构，其特征在于：包括，

壳体(1)，所述壳体(1)呈开口向下的罩状，且所述壳体(1)的侧壁上开设有检测口(2)，所述壳体(1)的内壁上活动设置有与所述检测口(2)相配合的挡灰板(3)，所述壳体(1)内设置有用于驱动所述挡灰板(3)活动的驱动结构；

红外测距仪(4)，所述红外测距仪(4)位于所述壳体(1)中，且正对于所述检测口(2)；

支架(5)，所述支架(5)在所述壳体(1)的底部周缘均匀设置有三根，三根所述支架(5)均铰接于所述壳体(1)的底部。

5.根据权利要求4所述的铝熔体体积的测算结构，其特征在于：还包括有，

连接环(6)，所述连接环(6)与所述壳体(1)的底部内壁之间设置有若干个连接体(7)，所述连接环(6)上铰接设置有驱动齿(8)，所述驱动齿(8)与所述支架(5)固定连接；

升降棱(9)，所述升降棱(9)的横截面为等边三角形，所述升降棱(9)的三边均设置有升降齿(10)，所述升降齿(10)与所述驱动齿(8)相啮合，当所述支架(5)抵触于所述壳体(1)的底部时，所述驱动齿(8)连接于所述升降棱(9)的中部。

6.根据权利要求5所述的铝熔体体积的测算结构，其特征在于：所述升降棱(9)的底部转动设置有驱动柄(11)，所述驱动柄(11)的顶部均匀设置有三个J字形的定位钩(12)，转动所述驱动柄(11)可使所述支架(5)贴合于所述定位钩(12)的内壁。

7.根据权利要求6所述的铝熔体体积的测算结构，其特征在于：所述驱动柄(11)的顶部和底部均设置有直径大于所述驱动柄(11)的阻挡部(13)，位于所述驱动柄(11)与所述升降棱(9)之间的所述阻挡部(13)与所述定位钩(12)连接。

8.根据权利要求5所述的铝熔体体积的测算结构，其特征在于：所述驱动结构包括设置于所述升降棱(9)顶部的驱动杆(14)以及配合活动套接于所述驱动杆(14)外壁上的驱动套(15)，所述驱动杆(14)的外壁上开设有螺纹的驱动槽(16)，所述驱动套(15)与所述挡灰板(3)之间设置有挡灰杆(17)，所述壳体(1)的内壁上设置有环形的第一限位环(18)和第二限位环(19)，所述挡灰板(3)呈圆弧形，所述挡灰板(3)的外壁活动贴合于所述壳体(1)的内壁，两端分别活动贴合于所述第一限位环(18)和所述第二限位环(19)。

9.根据权利要求8所述的铝熔体体积的测算结构，其特征在于：所述驱动杆(14)与所述壳体(1)的顶部之间设置有储能弹性件(20)，所述储能弹性件(20)的两端分别与所述驱动杆(14)和所述壳体(1)连接。

10.根据权利要求9所述的铝熔体体积的测算结构，其特征在于：所述驱动杆(14)靠近所述储能弹性件(20)的端部设置有连接板(21)，所述连接板(21)的横截面积大于所述驱动杆(14)的横截面积。

Images